Einleitung

Es ist allgemein bekannt, dass die von der Time Machine erzeugten lokalen Schnappschüsse nach 24 Stunden gelöscht werden. Dabei wird jedoch übersehen, dass das Urheber-System sie nur dann zum Löschen freigibt, wenn sie nicht als Referenz-Schnappschuss für das nächste Backup markiert sind. Referenz-Schnappschüsse bleiben in der Regel so lange erhalten bis ein Nachfolger produziert worden ist. Und für jedes in der Systemeinstellung Time Machine registriertes Sicherungsziel wird ein eigener Referenz-Schnappschuss geführt. Andererseits werden Schnappschüsse unter Umständen vorzeitig gelöscht, was jedoch allenfalls dann auffällt, wenn man Buch über sie führt.

Die nachfolgende Darstellung liefert die Details zu meinem Beitrag in einer Diskussion, in der es mal wieder um die Beobachtung geht, dass das Löschen von Dateien nicht unbedingt zum entsprechenden Anstieg des freien Speichers führt.

Inhaltsverzeichnis:

Teil 1: Erzeugen der lokalen Schnappschüsse durch Time Machine

Teil 2: Lebensdauer der lokalen Schnappschüsse der Time Machine und der Einfluss der Rolle „Referenz-Schnappschuss“

Teil 3: Lebensdauer der lokalen Schnappschüsse der Time Machine auf wechselnden Systemen

Teil 4: Apples fehlerhaftes Supportdokument „Informationen zu lokalen Schnappschüssen“


Zuerst erläutere ich jedoch den Zweck und einige der Eigenschaften des lokalen Schnappschusses. Der lokale Schnappschuss ist eine Ausprägung des APFS-Schnappschusses.


APFS-Schnappschuss (Erläuterung)

Ein APFS-Schnappschuss (APFS Snapshot) ist eine Kopie von Metadaten des Apple File System (APFS) eines Volume.

Im Schnappschuss wird unter anderem die zu einem bestimmten Zeitpunkt bestehende Zuordnung von Speicherblöcken zu Dateien notiert. Der Schnappschuss erstellt keine Kopie des Inhalts der Speicherblöcke. Doch wird mit dem Erstellen des Schnappschusses der Inhalt der erfassten Speicherblöcke gegen Änderung gesperrt. Wird eine Datei geändert, dann wird das System die geänderten Daten in solchen Speicherblöcken ablegen, die nicht durch einen Schnappschuss gegen Änderung gesperrt sind. Ebenso können durch das Löschen einer Datei nur jene Speicherblöcke dem Depot des freien Speichers zugeführt werden, die nicht durch einen Schnappschuss gegen Änderung gesperrt sind.

Der lokale Schnappschuss ist nicht das, was ich als Backup bezeichne, jedoch erlaubt er es, den Inhalt der in dem Schnappschuss festgehaltenen Dateien des Volume auf jenen Stand zu setzen, den sie zum Zeitpunkt der Erstellung des Schnappschusses hatten.

Teil 1: Erzeugen der lokalen Schnappschüsse durch Time Machine

Nachfolgend beschreibe ich Beobachtungen auf macOS 10.14.6 Mojave und macOS 11.7.10 Big Sur.

Time Machine erstellt anlässlich eines Backups auf jedem nicht von der Sicherung ausgeschlossenen Volume einen lokalen Schnappschuss (Local Snapshot), also eine Momentaufnahme der Metadaten des Dateisystems. Der Schnappschuss wird nach einem erfolgreichen Backup als der beim nächsten Backup heranzuziehende Referenz-Schnappschuss markiert („Marked as reference snapshot“ heißt es im Unified Log). Der bisherige Referenz-Schnappschuss wird damit zum nicht mehr besonders ausgezeichneten lokalen Schnappschuss herabgestuft.

Für jedes in der Einstellung Time Machine registriertes Sicherungsziel wird ein eigener Referenz-Schnappschuss geführt, vorausgesetzt es wurde wenigstens 1 Backup dort aufgespielt. Entsprechend viele Referenz-Schnappschüsse existieren dann.

Ist in der Systemeinstellung „Time Machine“ die automatische Datensicherung aktiviert, dann werden im Allgemeinen stündlich lokale Schnappschüsse auf jenen Volumes erstellt, die nicht von der Sicherung durch Time Machine ausgeschlossen sind, und zwar auch dann wenn keines der in der Systemeinstellung registrierten Sicherungsmedien zum Schreiben eines Backups zur Verfügung steht. Phasen des Ruhezustands und die nachfolgend beschriebenen Umstände bewirken, dass entweder das Stundenraster der Folgetermine der Schnappschüsse auf einen späteren Termin geschoben wird, sich also alle Folgetermine um dieselbe Zeitspanne verschieben oder dass das etablierte Stundenraster beibehalten wird und bloß die Ausführung zum nächsten Termin entfällt.

Die durch die Time Machine erzeugten Schnappschüsse werden in der Regel frühestens nach 24 Stunden aufgelöst. Referenz-Schnappschüsse bleiben bis zum Erstellen eines Nachfolgers erhalten (siehe Teil 2).

Ist die automatische Datensicherung aktiviert und steht dem macOS das Sicherungsmedium nur von Zeit zu Zeit zur Verfügung, dann wird nach dem Herstellen der Verbindung zum Sicherungsmedium kurzfristig ein Backup anberaumt, sofern das jüngste Backup länger als eine Stunde zurückliegt, und auch in dem Fall wird ein lokaler Schnappschuss produziert, dem nach dem Ausführen des Backups der Status Referenz zugeschrieben wird. Auf macOS Big Sur führen solche automatisch außerhalb der Stundenintervalls ausgeführten Backups dazu, dass Time Machine zum nächsten Termin des Stundenrasters keinen lokalen Schnappschuss erstellt. Backups, die manuell ausgelöst werden, während die automatische Datensicherung eingeschaltet ist, haben vermutlich denselben Effekt.

Schnappschüsse, die den Status „Referenz“ tragen sind von sonstigen lokalen Schnappschüssen nicht ohne Weiteres zu unterscheiden. Welcher der lokalen Schnappschüsse den Status Referenz hat ist nur jenem System bekannt, das ihn deklariert hat. Das Unified Log des macOS ist der einzige mir bekannte Ort, an dem sich Information zu Ursprung und Status der von der Time Machine erzeugten Schnappschüsse aufsuchen lässt. Der Umfang der im Speicher behaltenen Log-Einträge wird allerdings begrenzt. Zudem haben die den Umgang mit den Schnappschüssen beschreibenden Einträge bloß den Status MessageType = Info. Sie bleiben damit im Arbeitsspeicher (memory) und gelangen nicht in den Log-Datenspeicher auf der SSD (on-disk data store).

Lokale Schnappschüsse, die nicht den Status „Referenz“ haben, kommen auch dann vor, wenn die automatische Datensicherung seit mehr als 24 Stunden ausgeschaltet ist, nämlich dann, wenn innerhalb von 24 Stunden mehrere Backups auf dasselbe Sicherungsmedium geschrieben werden (siehe Teil 2).

Teil 2: Lebensdauer der Schnappschüsse der Time Machine und der Einfluss der Rolle „Referenz-Schnappschuss“

Ich setze voraus, dass der Inhalt des Teil 1 zum Erzeugen der Schnappschüsse bekannt ist. Allerdings wiederhole ich nachfolgend das ein oder andere Detail zur Entstehung der Schnappschüsse.

Nachfolgend stelle ich Beobachtungen auf macOS 10.14.6 Mojave und macOS 11.7.10 Big Sur dar.


1. Wir betrachten zunächst den Fall, dass die automatische Datensicherung eingeschaltet ist:

1a. Die Backup-Routine:

Steht das Backup-Medium ständig zur Verfügung, dann wird stündlich ein Backup geschrieben und dem dazu erstellten lokalen Schnappschuss wird die Rolle des Referenz-Schnappschusses zugeschrieben, und der Vorgänger wird zum nicht speziell ausgezeichneten Schnappschuss degradiert. Und der ist zum Löschen freigegeben, wenn sein Alter 24 Stunden überschreitet.

Möglicherweise werden stündliche lokale Schnappschüsse auch aus anderen als den hier genannten Gründen entfernt, zum Beispiel unter dem Druck von Speicherplatzmangel. Diesen Fall habe ich nicht herbeigeführt.


1b. Backup außer der Reihe:

Steht das Backup-Medium nur von Zeit zu Zeit zur Verfügung, dann kann man den anlässlich des Backups erstellten und dann zur Referenz erklärten Schnappschuss in der Liste der lokalen Schnappschüsse im Allgemeinen daran erkennen, dass der im Dateinamen genannte Zeitpunkt nicht in das Zeitraster der stündlichen Schnappschüsse passt. Ausführen von
im Terminal liefert eine Auflistung der auf dem Startvolumen vorhandenen Schnappschüsse. Auf einem System mit macOS Big Sur befinden sich diese Schnappschüsse auf dem Volume „Macintosh HD - Daten“, falls der Standardname beibehalten worden ist.

Auf macOS Mojave ist zu beobachten, dass ein 40 Minuten vor dem (Referenz-)Schnappschuss des Backups durch die stündliche Routine erstellter Schnappschuss beim nächsten Wartungstermin auch dann entfernt wird, wenn er das Alter von 24 Stunden noch nicht erreicht hat.

Auch macOS Big Sur entfernt unter diesen Umständen Schnappschüsse, die die Mindestlebensdauer noch nicht erreicht haben, allerdings werden dort die nicht in das Stundenraster passenden ehemaligen Referenz-Schnappschüsse entfernt, wenn sie älter als einige Stunden sind. Außerdem sucht anscheinend der Backup-Planer des macOS Big Sur das eingefahrene Zeitraster beim Erstellen der Schnappschüsse zu wahren. Ist somit ein Backup kurz nach einem vom Backup-Planer angestoßenen Local Snapshot durchgeführt worden, denn fällt der nächste in das Stundenraster fallende Schnappschuss aus und erst der übernächste Termin wird wahr genommen - exakt 2 Stunden nach dem vorhergehenden vom Backup-Planer selbst angestoßenen Snapshot.


1c. Schnappschüsse, deren Lebensdauer 24 Stunden überschreitet:

Steht das Backup-Medium länger als 24 Stunden nicht zur Verfügung, dann bleibt mindestens ein lokaler Schnappschuss erhalten, der älter als 24 Stunden ist. Einer von ihnen ist der zu diesem Backup-Medium gehörende Referenz-Schnappschuss.

Verwaist (orphaned) erscheinende lokale Schnappschüsse der Time Machine sind zu erwarten, wenn ein schon seit Langem nicht mehr eingesetztes Sicherungsmedium in der Systemeinstellung Time Machine noch als mögliches Backup-Ziel eingetragen ist.


2. Wir betrachten nun noch den Fall, dass die automatische Datensicherung nicht eingeschaltet ist:

Die Regel für das Löschen der lokalen Schnappschüsse stimmt überein mit der des anderen Falls. Wenn also innerhalb von 24 Stunden mehrere Backups auf dasselbe Sicherungsmedium geschrieben werden, dann existieren neben dem Referenz-Schnappschuss für dieses Medium auch ehemalige Referenz-Schnappschüsse, die solange als einfache lokale Schnappschüsse aufbewahrt werden bis die 24-Stundenfrist überschritten ist.

Teil 3: Lebensdauer der lokalen Schnappschüsse der Time Machine auf wechselnden Systemen

Systeme, die mit macOS Big Sur erzeugt worden sind, kennen nicht oder ignorieren den Status „Referenz“ bei solchen lokalen Schnappschüssen, die nicht von ihnen selbst erzeugt worden sind. Ein Beispiel: Ein frisch gestartetes macOS Big Sur löscht unter Umständen über kurz oder lang den vor dem Systemwechsel von einer anderen Inkarnation des macOS Big Sur anlässlich eines Backups erzeugten lokalen Schnappschuss, der von eben diesem System beim nächsten Backup als Referenz-Schnappschuss herangezogen worden wäre. Zu der Löschaktion kommt es jedenfalls dann, wenn dem Referenz-Schnappschuss ein anderer weniger als eine Stunde entfernter vorausgeht. Ich weiß nicht, welcher zeitliche Abstand von weniger als 1 Stunde noch akzeptiert wird. Jedenfalls führt ein Abstand von 15 Minuten zum Ausmerzen. Jenes System, das diesen Schnappschuss erstellt hat, würde nicht diesen sondern allenfalls einen anderen löschen. macOS Mojave löscht unter diesen Umständen den vorherigen Schnappschuss, macOS Big Sur allenfalls einen wesentlich älteren wie im Teil 2 dargelegt.

macOS Mojave lässt die von macOS Big Sur erzeugten lokalen Schnappschüsse unbehelligt. Das liegt vermutlich daran, dass jene die auf macOS Mojave unübliche Dateiendung .local tragen.

Teil 4: Apples fehlerhaftes Supportdokument „Informationen zu lokalen Schnappschüssen“
„About Time Machine local snapshots“. Früher Nummer HT204015, neuerdings Nummer 102154.

Das Dokument unterscheidet zwischen den stündlichen Schnappschüssen, die nach 24 Stunden gelöscht werden und dem „Schnappschuss des letzten erfolgreichen Time Machine-Backups“, der solange behalten wird, “bis der Speicherplatz anderweitig benötigt wird.“ Hier wird also der Referenz-Schnappschuss definiert, ohne den Begriff zu verwenden. So weit, so gut.

Allerdings behauptet das Dokument seit spätestens Ausgabe 2018-09-24, welche mit der Veröffentlichung von macOS Mojave erschienen ist, bis in die jüngste Zeit hinein (Ausgabe 2024-02-08, Datum der englisch-sprachigen Version), dass die lokalen Schnappschüsse einige Minuten nach dem Deaktivieren der automatischen Datensicherung in der Systemeinstellung Time Machine gelöscht werden. In der Version vom Dezember 2017 für macOS High Sierra fehlt dieser Abschnitt. Verkürzung der Lebensdauer nach Abschalten der Sicherungsautomatik ist jedoch nicht das, was zu beobachten ist. Jedenfalls sehe ich das nicht auf macOS Big Sur und nicht auf Mojave. Das Abschalten der automatischen Sicherung bewirkt zwar, dass Schnappschüsse nur noch anlässlich eines manuellen Backups erzeugt werden, doch gelöscht werden die zum Zeitpunkt des Abschaltens der Automatik vorhandenen und die aufgrund von manuellen Backups hinzugefügten Schnappschüsse weiterhin frühestens 24 Stunden nach der Erzeugung (siehe Teil 2). Referenz-Schnappschüsse werden darüber hinaus möglichst solange behalten, bis sie ihren Status als Referenz verloren haben.

Herzlichen Dank für diesen detaillierten Erfahrungsbericht!